[发明专利]一种平面直光波导的制备方法

说明书

本发明公开了一种平面直光波导的制备方法，包括以下步骤：(1)选取基片，在所述基片上设置光刻胶；(2)对步骤(1)中设置光刻胶的基片进行紫外激光干涉光刻，在所述光刻胶表面形成条形阵列波导图形；(3)利用掩膜对步骤(2)紫外激光干涉光刻过的基片进行紫外曝光，形成条形阵列波导图形中条形宽度渐变的平面直光波导图形；(4)对经过步骤(3)紫外曝光过的基片进行显影，获得宽度渐变的光刻胶型平面直光波导。该方法利用激光干涉光刻及紫外二次曝光实现了宽度渐变平面直光波导的制备，经济实惠、耗时短，可实现批量化生产。

技术领域

本发明属于平面光波导器件技术领域，具体涉及一种平面直光波导的制备方法，尤其涉及一种利用紫外激光干涉光刻和紫外曝光二次曝光制备宽度渐变平面直光波导的方法。

背景技术

自1969年，贝尔实验室首次提出“集成光学”的概念以来，光纤通信器件的发展逐渐从原来的分立结构走向阵列结构，从体块型走向波导型，从离散化走向集成化，光纤通信产业也逐步走向高容量、高速率、高智能的集成器件的时代。类似于集成电路技术，集成光路技术将各类光学元件集成到同一光学衬底之上,通过光波导通道在一块小小的光学衬底上就实现了光波信号的产生、分配、过滤、检测等功能，该技术也称为平面光波导技术。

近年来，随着信息化世界的蓬勃发展，全社会对具有高集成度的平面光波导器件的微型化、民用化有了更迫切的需求。然而对于平面光波导器件的制备，特别是尺寸小于1μm的少模及单模波导的制备(例如最为常用的可将多模光信号压缩成少模及单模信号的带波导宽度渐变的平面直光波导)，主要采取电子束曝光(EBL)的方式刻写光刻胶掩膜来实现，然而这种技术要求的工艺设备相当昂贵，且在加工方式上均采用逐点扫描的方式，当结构面积较大时产出效率极低。另一方面，大型高端紫外光刻技术虽然可以实现线宽很窄的光刻胶图形，但是这类设备更加昂贵，而通常的接触式紫外光刻(如i线或g线光刻设备)由于衍射等效应的存在，一般难以实现小于1μm左右的线条宽度。

因此，需要寻找一种经济实惠、耗时短、可批量制备宽度渐变的平面直光波导的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平面直光波导的制备方法，该方法利用紫外干涉(紫外激光干涉光刻)和掩膜二次紫外曝光实现了宽度渐变的平面直光波导的制备，经济实惠、耗时短，可实现批量化生产。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种平面直光波导的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取基片，在所述基片上设置光刻胶；

(2)对步骤(1)中设置光刻胶的基片进行紫外激光干涉光刻，在所述光刻胶表面形成条形阵列波导图形；

(3)利用掩膜对步骤(2)紫外激光干涉光刻过的基片进行紫外曝光，形成条形阵列波导图形中条形宽度渐变的平面直光波导图形；

(4)对经过步骤(3)紫外曝光过的基片进行显影，获得宽度渐变的光刻胶型平面直光波导。

在上述平面直光波导的制备方法中：

进一步的，还包括步骤(5)：对显影后的基片进行刻蚀，然后去除光刻胶，使光刻胶图案转移至基片上，得宽度渐变的平面直光波导。

优选的，在步骤(5)的刻蚀步骤中，所述刻蚀为干法刻蚀，所述干法刻蚀为等离子体刻蚀，所述等离子体刻蚀为反应离子刻蚀或感应耦合等离子刻蚀(ICP)。

如果制备的是步骤(4)中的宽度渐变的光刻胶型平面直光波导，由于所述的光刻胶型平面直光波可以作为高分子聚合物波导直接使用，因此可以省去刻蚀步骤。